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蒂姆 · 鮑威爾(Tim Powell)是潛水一位潛水愛好者,在 2010 年的員水咬傷時(shí)候,他上傳了一個(gè)視頻,下被血竟在約 20 米的海鰻海洋里,他的流的綠色手指不小心被一條小海鰻咬傷流血。
此時(shí),變成他的潛水血液既不是鮮紅的,也不是員水咬傷深紅的,而是下被血竟綠色的,就像翡翠一樣。海鰻
潛水員流出綠色的流的綠色血。圖源:YouTube
其實(shí)不只是變成人類,在深海里被中傷的潛水魚,流出的員水咬傷血也是綠色的。
有時(shí)候,下被血竟?jié)撍畣T在水下會用魚槍捕魚,如果達(dá)到了一定深度,中槍的魚傷口處便會滲出綠色的血液,但明明它們的血在岸上被殺的時(shí)候也是紅色的。
圖源:YouTube
圖源:YouTube
當(dāng)然,也不一定需要在岸上,只是在淺海區(qū)域,被割傷的魚流的血也是紅色的。
圖源:YouTube
得說明的是,大多數(shù)魚類的血液是紅色的,這是因?yàn)樗鼈兊难汉醒t蛋白,這種蛋白質(zhì)富含鐵,能夠與氧氣結(jié)合,從而在體內(nèi)運(yùn)輸氧氣。血紅蛋白在與氧氣結(jié)合時(shí)呈現(xiàn)紅色,這就是大多數(shù)動物,包括人類和魚類血液為什么在陸地上看起來是紅色的原因。
圖源:網(wǎng)絡(luò)
血的顏色,無論在地面上還是在深海壓力下,基本上都是因?yàn)檠t蛋白中鐵原子與氧氣結(jié)合的狀態(tài)決定的。血液的顏色變化主要是從鮮紅色(富氧血)到暗紅色(缺氧血)。
但我們得知道,不管什么顏色,都是從眼睛看到的。中學(xué)的物理課告訴我們,我們看到的任何物體都是因?yàn)楣夥瓷涞轿覀兊难劬铩?strong>紅色血液之所以呈現(xiàn)紅色,是因?yàn)樗樟似渌庾V,反射了紅光。
圖源:網(wǎng)絡(luò)
在深海下,紅色血液看起來是綠色的現(xiàn)象并不是因?yàn)檠罕旧眍伾母淖?,而是由于水下特定的光線條件和人類視覺感知的方式所致。
這里涉及到幾個(gè)主要的因素:水對光的吸收特性、人眼對顏色的感知機(jī)制以及血液的顏色反射。
水能夠吸收不同波長的光線,但這一吸收作用對不同顏色的光波長有著不同的效果。在水中,光的吸收主要是由水本身和其中溶解的物質(zhì)(如有機(jī)物和礦物質(zhì))以及懸浮顆粒導(dǎo)致的。
太陽光線進(jìn)入水后,紅光因其較長的波長,其能量較低,更易被水中的分子和其他物質(zhì)吸收,轉(zhuǎn)化為熱能,而不是繼續(xù)向前傳播。這意味著,在一定深度以下,大部分紅光已經(jīng)被水吸收,而藍(lán)光和綠光這類短波還能穿透。
圖源:網(wǎng)絡(luò)
人類視覺感知顏色是通過眼睛中的視網(wǎng)膜上的錐狀細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)的,這些細(xì)胞對不同波長的光敏感。在正常光照下,人眼能夠感知到各種顏色。然而,在只有藍(lán)光能夠到達(dá)的深海環(huán)境中,缺乏足夠的紅光,這會影響我們對顏色的正常感知,紅色在深海中很難被正常觀察到。
除此之外,我們還得知道,人血的漫反射率??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),在自然光下,人的血液不僅反射紅光(大部分),還微微反射了一些綠光,如下圖所示。
人血的漫反射率,血細(xì)胞比容為 33%,氧飽和度為 100% 圖源:Christopher S. Baird
所以,在深海里,在缺少紅色光源的情況下,血液看起來是綠色的。
這也是為什么一些智能手表使用綠光 LED 來監(jiān)測心率。綠光在探測血液流動變化時(shí)更加敏感。當(dāng)綠光穿過皮膚和血管時(shí),血液量的微小變化會導(dǎo)致反射或透射光的強(qiáng)度變化,從而可以通過分析這些變化來計(jì)算心率。
圖源:junkie
假如在深海里,潛水員不依靠自然光線,而是自帶人工照明,比如一個(gè)手電筒,照亮了自己受傷的手,便會發(fā)現(xiàn)自己的血液再次變成紅色的。
這也是為什么深海動物大多都是紅色的。比如單棘躄魚,就是可愛的紅色。
圖源:SCHMIDT OCEAN INSTITUTE
在深海中,由于紅光幾乎完全被吸收,紅色動物在這樣的環(huán)境下會顯得幾乎是黑色或完全透明。這種顏色使得它們對捕食者幾乎是不可見的,提供了一種有效的偽裝手段。紅色在深海中變得非常難以被探測,使得這些生物能夠更好地躲避捕食者的注意。
(你在圖中可以看到紅色,是因?yàn)橛腥斯す饩€,自然光線下則是另一種狀態(tài))
紅色的仿鯨 圖源:Kunio Amaoka
另外,深海環(huán)境中的生物需要在極端的條件下生存,包括低溫和高壓。雖然紅色對于保溫或能量吸收的直接效果可能有限,但這種顏色可能與它們身體中某些用于吸收和利用周圍環(huán)境中極少量光能的特殊生物化合物有關(guān)。
如果你在某款游戲看到了綠色血液,這跟科學(xué)就沒一點(diǎn)關(guān)系了……
參考文獻(xiàn)
[1]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12819275/
[2]https://www.nationalgeographic.com/animals/article/walking-fish-deep-sea-new-species-chile
[3]https://opg.optica.org/as/abstract.cfm?uri=as-59-6-826
策劃制作
來源|把科學(xué)帶回家(id:steamforkids)
作者|蘇澄宇
責(zé)編丨鐘艷平
審校丨徐來 林林
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